Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Oxazepam är ett humant ångestdämpande läkemedel som tillhör gruppen bensodiazepiner. Det verkar genom att förstärka effekten av GABA som är hjärnans huvudsakliga inhiberande neurotransmittor. Studier har visat att fiskar kan känna ångest och att de svarar på bensodiazepiner. Fiskar kan exponeras för oxazepam då läkemedlet förekommer i utgående vatten från reningsverk och i floder, i varierande koncentrationer. Syftet med detta arbete är att sammanställa information om vilka koncentrationer av oxazepam som förekommer i akvatiska miljöer, vilka effekter läkemedlet kan ha på fiskars beteende och vilka konsekvenser beteendeförändringarna kan få för fiskar och ekosystem.

Den hittills högst uppmätta koncentrationen av oxazepam i utgående vatten från reningsverk är 1.8 μg/L. Oxazepam kan persistera i vatten i allt från 54 dagar och upp till 8 månader beroende på vilka förhållanden som råder i vattnet. I sediment kan oxazepam kvarstå betydligt längre. Oxazepam kan hos fiskar ge ökat mod, ökad aktivitet, minskat socialt beteende, snabbare migration, ökat födointag, ökad miljöpreferens till ”farligare miljöer” och ökat uppehållsområde. Den koncentration av oxazepam vid vilken man kan se förändringar av beteenden varierar mellan olika fiskarter. Gemensamt är dock att flera förändringar har observerats vid koncentrationer kring eller under 1.8 μg/L, dvs vid miljömässigt relevanta koncentrationer.

Beteendeförändringarna kan ge olika effekter för enskilda fiskar, men även för ekosystemen fiskarna lever i. Ökad risk för predation av rovdjur skulle kunna bedömas som den största faran flera av beteendeförändringarna kan komma att orsaka. För ekosystem kan beteendeförändringarna exempelvis leda till förändringar i näringskedjan eller förändringar i ”det rädslobaserade landskapet”, vilket är en modell som bygger på att djur utnyttjar sin miljö baserat på deras rädsla för predation. Förändringar av dessa två kan ge rubbningar i de ekosystem som fiskarna lever i.

Det är svårt att bedöma vilka effekter oxazepam har i naturliga vattenmiljöer då flera andra faktorer som temperatur, exponeringsväg och andra läkemedel i vattnet kan spela in. Fortsatt forskning bör ta hänsyn till att oxazepams effekt varierar i kombinationer av parametrarna beteendetyp, koncentration och fiskart. Även om man hos en fiskart inte kan påvisa någon förändring av ett visst beteende vid miljömässigt relevant koncentration av oxazepam kan inte en generell slutsats dras för alla fiskarter.

Oxazepam is a human anxiolytic drug in the group benzodiazepines. It works by amplifying the effect of GABA which is the main inhibitory transmitter in the brain. Studies have shown that fish can feel anxiety and that they respond to benzodiazepines. Fish can be exposed to oxazepam when the drug occurs in outgoing water from sewage treatment plants and in rivers, in varying concentrations. The purpose of this study is to compile information about which concentrations of oxazepam occur in aquatic environments, what effects the drug can have on fish behavior and how these behavioral changes affect fishes and ecosystems.

The highest concentration of oxazepam measured in sewage treatment water is 1.8 μg/L. Oxazepam can persist in water for up to 8 months depending on the conditions prevailing in the water and it can remain in sediment significantly longer. Oxazepam affect fish behavior and can cause increased boldness, increased activity, reduced social behavior, faster migration, increased feeding-rate, increased environmental preference for more dangerous environments and increased home-range. The concentration of oxazepam at which behavioral changes have been detected varies between fish species. However, several behavioral changes have been observed at environmentally relevant concentrations.

The behavioral changes could have different effects for individual fishes, but also for the ecosystems in which the fish live. Increased risk of predation could be considered the greatest danger that may be caused by several of the behavioral changes. For ecosystems the behavioral changes could lead to changes in the food-chain and changes in “The landscape of fear”, which is a model built on animals utilizing their environment based on their fear of predation. Changes in these two may cause imbalance in the ecosystems.

It is difficult to predict what effects oxazepam might have in natural aquatic environments as several factors such as temperature, exposure pathway and other drugs in the environment can potentially change the effects of oxazepam. Future research should consider that the effects of oxazepam vary in combinations of the different parameters: behavior type, concentration of oxazepam and fish species. Thus, even though there is no detectable change of a specific behavior at environmentally relevant concentrations in one fish species, a general conclusion cannot be drawn for all fish species.